專技高考-藥師(一)藥物分析與生藥學(含中藥學)110 年第 20 題單選題
下列何者非傅立葉轉換紅外線光譜儀之組件?
A光電倍增管(electrophotomultiplier)正確答案
B光束分歧鏡(beam splitter)
C熱電偶偵測器(thermocouple detector)
D紅熱棒(globar)
A正確答案
FTIR 不用光電倍增管(那是 UV-Vis/螢光用),紅外線偵測器是熱電偶或焦電偵測器。
為什麼答案是 A
光電倍增管(PMT)使用光電效應,需要高能量光子(UV-Vis 範圍),紅外線光子能量太低無法激發光陰極釋出電子,因此 FTIR 不使用 PMT,這是本題要選的『非組件』。
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完整詳解
Pro · 無限重點 FTIR 不用光電倍增管(那是 UV-Vis/螢光用),紅外線偵測器是熱電偶或焦電偵測器。
看到『光電倍增管 PMT』→ 紫外可見光/螢光專用,紅外線波長太長打不動光陰極。
逐選項分析
A✓ 正確
光電倍增管(PMT)使用光電效應,需要高能量光子(UV-Vis 範圍),紅外線光子能量太低無法激發光陰極釋出電子,因此 FTIR 不使用 PMT,這是本題要選的『非組件』。
B✕ 陷阱
光束分歧鏡(beam splitter)是 Michelson 干涉儀的核心元件,將紅外光分成兩束分別射向固定鏡與移動鏡,再重合產生干涉訊號,是 FTIR 最關鍵的組件。
C✕
熱電偶偵測器利用熱電效應偵測紅外線造成的溫度變化,是典型的 IR 熱偵測器之一(其他還有 DTGS、MCT),屬於 FTIR 標準組件。
D✕
紅熱棒(Globar)是碳化矽製成的中紅外光源,加熱至約 1500K 放出連續紅外輻射,為 FTIR 中紅外區最常用的光源。
FTIR 四大組件 vs 各光譜儀偵測器對照
| 組件類別 | FTIR 使用 | UV-Vis 使用 | 備註 |
|---|
| 光源 | Globar、Nernst glower | 氘燈、鎢燈 | 紅外需熱輻射源 |
| 分光/干涉 | Beam splitter (KBr) | 光柵、稜鏡 | FTIR 用干涉儀不用分光 |
| 偵測器 | 熱電偶、DTGS、MCT | PMT、光二極體 | PMT 不用於 IR |
| 樣品槽 | KBr 壓錠、ATR | 石英比色槽 | IR 不可用玻璃 |
考生常以為『偵測器都長得差不多』,誤把 PMT 當萬用偵測器。關鍵在於光子能量:IR 光子能量太低無法激發 PMT 光陰極,所以 FTIR 一定使用熱型偵測器(熱電偶、DTGS)或半導體型(MCT)。